(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111382876.3 (22)申请日 2021.11.22 (71)申请人 阳春新钢铁有限责任公司 地址 529629 广东省阳江市阳春市潭水镇 南山工业区 (72)发明人 熊新甲　柳立峰　燕礼富　宁波　 (74)专利代理 机构 广州京诺知识产权代理有限 公司 44407 代理人 刘菊欣 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/20(2020.01) F16K 5/06(2006.01) F16K 5/08(2006.01) F16K 5/20(2006.01)F16K 17/10(2006.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种气动硬密封陶瓷半球阀陶瓷阀芯防爆 方法 (57)摘要 本发明公开了一种气动硬密封陶瓷半球阀 陶瓷阀芯防爆方法， 包括如下步骤， S1： 碟形 弹簧 选型分析阶段： S11： 根据碟形 弹簧所需提供的最 小预紧比压， 以及球体、 陶瓷阀体、 陶瓷底 座的尺 寸， 首先试取一组碟形弹簧， 对碟形弹簧的尺寸 进行测量。 该气动硬密封陶瓷半球阀陶瓷阀芯防 爆方法， 通过 公式计算得出不同型号的陶瓷半球 阀所适宜尺 寸的碟形弹簧， 并将碟形弹簧安装在 阀门组件之间， 使得阀门组件之间有碟形弹簧作 为补偿件， 在阀门组件作出动作时可以有效做出 补偿， 并且完善了陶瓷阀门陶瓷密封面在开关过 程中的研磨自洁功能， 从而解决了因阀门 阀芯面 粘附异物所造成的阀门卡涩， 进而避免了卡涩阀 门反复使用造成陶瓷阀芯爆裂问题， 延长了阀门 的使用周期。 权利要求书3页 说明书6页 附图2页 CN 114329812 A 2022.04.12 CN 114329812 A 1.一种气动硬密封陶瓷半球阀陶瓷阀芯防爆方法， 包括如下步骤， 其特 征在于： S1： 碟形弹簧选型分析阶段： S11： 根据碟形弹簧所需提供的最小预紧比压， 以及球体、 陶瓷阀体、 陶瓷底座的尺寸， 首先试取一组碟形弹簧， 对碟形弹簧的尺寸进行测量， 并记录碟形弹簧的尺寸数据； S12： 根据GB/T1972标准试算碟形弹簧能够提供的力值， 采用GB/T 1972－2005标准的理 论基础方程， 如下： p＝E δ/(1－ υ2)/r     (1) 2[(h－ δ )(h－ δ/2)t/ M+t3/N]    (2) 1/M＝[(γ+1)/(γ－1)－2/l nγ]πγ2/(γ－1)2     (3) 1/N＝γ2/(γ－1)2( π/ 6)lnγ    (4) γ＝r2/r1    (5) 其中： E‑‑弹性模量， 为200GP a； γ‑‑泊松比， 为0.31； p ‑‑载荷， 单位为N； h ‑‑自由高度， 为3.7mm； r1‑‑内半径， 单位m m； r2‑‑外半径， 单位m m； δ‑‑压缩位移， 单位m m； S13： 将碟形弹簧的尺寸数据， 代入上述公式进行计算， 并取不同的δ值， 对应不同的载 荷p， 从而获得了碟形弹簧的载荷 ‑位移特性曲线； S14： 对碟形弹簧的载荷 ‑位移特性曲线进行分析， 并结合曲线总结出碟形弹簧的载荷 与位移之间的关系结论， 具体结论如下： 当碟形弹簧的压缩位移在3.1mm时， 提供的力值约 为6500N， 随着压缩位移的增 加， 其力值趋 于平缓； S2： 碟形弹簧制备阶段： S21： 根据 上述碟形弹簧的载荷与位移之间的关系结论， 计算最适宜的碟形弹簧的尺寸 数据； S22： 单片碟形弹簧计算： 无支承面和有支承面的碟形弹簧使用相同的公式计算， 为使 有承载面的计算荷载(f＝0.75h0)与相同尺寸(D、 d、 H0)的无支承面碟形弹簧的计算荷载相 等， 应将有支承面 碟形弹簧的厚度减薄； S23： 碟形弹簧各参数的计算公式如下： 碟形弹簧荷载： 弹簧应力： 其中： F‑‑碟形弹簧荷载(N)； Fc ‑‑碟形弹簧压平时荷载(N)； σom‑‑碟形弹簧OM点的应力权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114329812 A 2(MPa)； σt、 σn、 σm、 σIV‑‑碟形弹簧 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ处的应力(MPa)； E ‑‑弹性模量(MPa)； 弹性钢取E ＝2.06*105MPa； μ‑‑泊松比； C ‑‑外径和内径之比， C＝D/d； K1、 K1、 K1、 K1‑‑计算系数， 按下列公 式计算： 其中： S24： 根据以上公式的计算结果， 得出最适宜的碟形弹簧的尺寸数据， 并根据该数据制 作碟形弹簧备用； S3： 碟形弹簧装配阶段： S31： 在不损坏陶瓷半球阀的前提下， 对陶瓷阀座、 陶瓷阀芯、 阀座垫圈等零件结构进行 拆解， 并将碟形弹簧 安装进半球阀内适宜位置， 安装后再将各零件原样安装回陶瓷半球阀； S4： 碟形弹簧调试阶段： S41： 将装配有碟形弹簧的陶瓷半球 阀装回输灰系统， 并启动 高炉冶炼， 高炉煤气经过 粗除尘和精除尘后所产生的灰粉将依 次经过陶瓷半球阀， 对半球阀的气密性进行检测， 确 保其气密性未受到碟形弹簧影响； S42： 不断开启、 关闭陶瓷半球阀， 对碟形弹簧进行调试， 检测碟形弹簧在阀门组件动作 时能否有效做出补偿； S43： 检查在阀门在开关动作时能否完成自洁， 在输灰过程中， 阀门陶瓷接触面是否会 积灰或粘附异 物， 阀门会不会出现卡涩； S5： 生产使用阶段： S51： 经过调试检测后， 根据陶瓷半球阀的型号规格， 对碟形弹簧进行批量生产， 制备出 不同型号规格的陶瓷半球阀所对应尺寸的碟形弹簧， 并将生产出的碟形弹簧正式投入使 用， 在每一个陶瓷半球阀内均安装一个适宜尺寸的碟形弹簧。 2.根据权利要求1所述的一种气动硬密封陶瓷半球阀陶瓷阀芯防爆方法， 其特征在于：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114329812 A 3